陶瓷衬里的注射套筒制造技术

一种用于把熔融金属注射进具有第一半模和第二半模的铸模中去的，加压金属模铸造用的加衬里的注射套筒，上述第一半模安装在一块铸模板上，上述加衬里的注射套筒具有：一个长形的主体部分，该主体部分有一根第一纵轴线，还有一个第一连续内壁表面，该表面形成一个沿着主体部分的第一端和第二端之间的轴线延伸的容纳孔，上述长形主体部分能以其第一端固定安装在第一半模上形成的，横截面不变的相应的凹槽内，也可以从凹槽中卸下来；一个开在上述长形主体部分的连续内壁表面上的，为熔融金属进入容纳孔提供通道的第一进口；一个能固定地布置在容纳孔内的陶瓷衬套，上述衬套有一根第二纵轴线，还有一个沿着衬套的第一端和第二端之间的轴线延伸而形成的缸孔的第二连续内壁表面，和一个能与上述第一连续内壁表面摩擦接触的外壁表面；上述陶瓷衬套的第一端和第二端通常与上述主体部分的第一端和第二端重合；一个开在衬套的外壁表面上，与第一进口对准并用来为熔融金属进入缸孔提供通道的第二进口；其特征在于，它还提供一个具有第一端和第二端的端环，其中上述第二端的尺寸定为，或者说用于能可拆卸地固定安装在主体部分的第一端上，并且上述端环能整个地嵌入上述相应凹槽的界限内而不必修改上述不变的横截面，并且上述端环的第一端还能与上述第一半模配合工作。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及加压金属模铸造设备
，更具体的说，涉及装在这种设备里的注射套筒。通常的用于把熔融金属以加压金属模铸造法注入模子中的设备是公知的。这样的金属包括铝、钢、熟铁、黄铜、青铜和各种稀有金属等等。在加压金属模铸造机中，一个金属的注射套筒固定安装在铸模板上，如下面将要更完整地描述的那样，它使金属液流能通向模腔。上述注射套筒从铸模板向外延伸，以便通过它上面的进口接受熔融金属，上述进口是用来熔融的铝通过进入模腔的。通常，注射套筒的长度在24英寸到48英寸之间，而直径在到6英寸到14英寸之间，并且，通常是用象H—13这一类很昂贵的高级钢制造的。此外，用于使这种钢硬化的热处理工艺要求的温度很高，常常会使钢翘曲。上述注射套筒有一个沿着其长度延伸的缸孔，这个缸孔的横截面通常是圆形的，其一端可通入液体，而相对的另一端与模腔相通。此外，上述注射套筒的缸孔还必须加工到公差在约为0.001英寸到0.002英寸的范围内，以便能以滑动配合的关系容纳一个一起工作的活塞。而这种加工是一种昂贵而费时的工序。结果，一个常用的注射套筒的价格可能要$750.00到$4,000.00之多。使用时，把注射套筒的第一端插入铸模板的一个安装孔内，牢固地固定在这块铸模板上。因而，上述缸孔的第一端也穿过上述铸模板，以其开口的端部与铸模的模腔相通，而上述铸模是牢固地安装在上述铸模板的相对侧的。注射套筒的缸孔就是以这样的方式安装在加压金属模铸造机上与铸模的模腔相通的。然后，将通常温度大约在1450F的熔融金属，用遥控的浇包或者手动的浇包，通过上述进口注入注射套筒的缸孔内。上述熔融金属一进入注射套筒的缸孔之后，就从它大约1450F的原始温度开始冷却。为了保证金属铸件的根本质量，使熔融金属还在完全熔化的状态下就到达铸模是非常重要的。但，却有很大一部分热量从熔融金属传给了注射套筒，主要是因为注射套筒是用传热性能很好的高级钢制造的。而这种大量的热损失是不希望有的，因为这部分损失在注射套筒上的热能必须以提高初始温度的方式加在最初的熔融金属上。不必要地提高熔融金属的初始温度，特别是高于1000F，是不希望发生的，因为加热金属，特别是加热熔融金属到超过1000F的费用是非常高的。实际上，例如，铝的熔点是在1200F的数量级上。当使用现有技术中的钢注射套筒时，常用的熔融铝的初始温度在1450F左右。加热到高于熔融温度所消耗的额外的热能，只是用来使金属在到达铸模模腔之前使它保持在熔融状态。考虑到成本，通常都要求注射套筒能承受注射40,000次熔融金属而不损坏或者过度的磨损。现有技术中的注射套筒所具有的最高使用寿命的期望值大约是10,000到15,000次，因为它们要承受各种严酷的环境条件，例如，在极高的温度和压力下受到腐蚀性材料的侵蚀。这主要是因为熔融金属的腐蚀性很强，因为里面有硅一类的附加成分。例如，通常用于制造汽车零件的铝，硅的含量特别高，这些硅使得形成缸孔的注射套筒的内壁被完全腐蚀掉，因而不能使用。此外，当熔融金属注入注射套筒的空心内时，注射套筒要承受极高的热冲击，这种热冲击最终能使制造注射套筒的高级钢的材料性能发生变化。在具体的铸造过程中，在注射套筒的缸孔内有一个滑动配合的，作往复运动的活塞。在把熔融金属注入注射套筒之前，上述活塞收缩到注射套筒的与铸模模腔相对的第二端。在注射套筒内注满了熔融金属之后，活塞便沿着注射套筒的缸孔向前运动，以便把熔融金属用压力推入模腔内。在上述活塞向前运动的过程中，在注射套筒里的熔融金属要受到大约6,000到14,000PSI的压力。为了把熔融金属保存在在注射套筒的缸孔里；预防熔融金属越过活塞而流失；以及在注射套筒和铸模内保持高压力，上述活塞要起到密封形成金属注射套筒的缸孔的内壁的作用。因此，上述内壁必须加工到公差大约0.001英寸到0.002英寸的范围内，并且必须在其整个使用寿命中保持其原始形状和尺寸在一个极小的范围内变动。由于普通的钢注射套筒在使用超过大约10,000次到15,000次之后，就不能继续保持在这样小的公差内了，而这个数值大大地小于铸模的期望寿命，所以在铸模的使用寿命期内，必须至少更换一次注射套筒。而这种更换是很不希望的，因为加压金属模铸造机在更换铸模时的停机时间，和更换一个注射套筒的劳动，费用是很高的。通常，必须把铸模从它的工作温度(大约300度到400度F之间)明显地冷却下来，才能安全地进行工作，而这要耗费几个小时。然后还必须把铸模加热到工作温度。更换一个注射套筒和全部其他必要的相关零件所需要的“停机时间”通常都要8个小时左右。考虑到拆卸所需要的时间，还包括拆除冷却管道的时间，这种停机时间和劳动量是相当可观的。此外，现有技术中的注射套筒是很昂贵的，上面已经提到过，大约高达$4000.00左右。活塞对于形成缸孔的内壁的密封，在它们之间造成了相当大的摩擦，这就使得必须在活塞上使用一种适当的润滑剂，通常是一种石墨基体的脱模剂。由于熔融金属的温度很高，润滑剂在很大的程度上被烧掉了，而这又造成了从对于工人的健康和安全来看是相当有害的，不希望产生的腐蚀性的烟雾。夹杂在熔融的注射金属里的多余的润滑剂，由于润滑剂会被包在铸造金属内，还可能对铸造出来的金属零件的质量产生有害的影响。此外，多余的润滑剂，无论多少最后都要扔掉，这又是一个环境污染问题。在一个加压金属模铸造循环终了时，常常有一部分熔融金属凝固在注射套筒靠近活塞的缸孔中。这种凝固的部分在工业上一般称为“凝结块”。在每一个铸造循环结束之后，要让活塞进一步向前运动，以除掉凝结块。这种凝结块常常牢牢地积聚在注射套筒缸孔的第一端，结果，在用活塞把凝结块推出去的时候，在凝结块和注射套筒之间会产生极大的摩擦。结果，注射套筒缸孔的内壁的第一端部分(即，在最靠近铸模的位置上)在除掉凝结块的过程中，受到了很大的磨损。使用现有技术中的注射套筒时遇到的另一个问题是，常常需要在注射套筒第一端的端面上做出几条被称为“流道”的，径向延伸的流体通道，因为，如前所述，该端面是与铸模的模腔连通的。做出这些流道是为了增加熔融金属从注射套筒的缸孔流入模腔，或者流入模腔的某一部分的流量。采用流道是很有利的，因为它能使模腔充满得更快更均匀，并且还能让模腔更深地向铸模的覆盖层一侧凹进去，从而给了在铸模内设置特殊的零件以更大的余地。但是，在注射套筒第一端的端面上加工这些流道是很困难的，也是很昂贵的，因为常用的注射套筒的长度很长，重量也很重，加工起来很困难。因此，虽然流道是很需要的，但在现有技术的注射套筒中却往往因为加工困难和费用高而被省略掉。某些种类的零件没有流道就很难用加压金属模铸造法铸造出来。此外，大家也知道，如果注射套筒上没有流道，有些种类的稀有合金是很难用加压金属模铸造法铸造的，这就使得这样合金的加压金属模铸造非常昂贵。还有，如果在注射套筒被磨损之前就要更换铸模，那么这个注射套筒也必须换掉，以便在新的注射套筒中具有适当的流道。而这个注射套筒虽然还能使用，也不得不报废。一种目的在于解决早期现有技术中的注射套筒的某些问题的现有的注射套筒是所谓“分离式套筒”的注射套筒。分离式的注射套筒基本上是在长度的中点沿径向切开的两个注射套筒。这两段分离的套筒用销钉连接在一起，形成一个功能完整的注射套筒。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：阿诺德·汉斯玛，
申请(专利权)人：AH铸造设备有限公司，
类型：发明
国别省市：